(57)【要約】【課題】本発明は、小型ながら高い推力を発生し得る構造を有し、例えばエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用可能なリニアモータを実現することを目的としている。【解決手段】このため、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、可動子が相対移動をする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、前記可動子が相対移動をすることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記永久磁石に沿って設けられたコア歯を備えたコアに巻かれたコイルは、コア歯内側にも隙間なく巻かれていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記コア歯の先端形状は、鋭利な形状を備えていることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記永久磁石の可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子との隙間の少なくとも一部は、永久磁石の可動範囲内にあるコア歯と可動子との隙間より長いことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記永久磁石の幅は、可動子の可動範囲の略半分に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記コアは、永久磁石に沿って設けられたコア歯を備え、コア歯にはサーチコイルが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
【請求項７】
リニアモータを車両用エンジンの吸気あるいは排気バルブ駆動用に用いていることを特徴とする請求項１〜６に記載のリニアモータ。
【請求項８】
積層鋼板からなるコアとコアに捲かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、前記一対の電磁石間の中央部に３分割された中央コアを設け、前記一対の電磁石と前記中央コアとの間に永久磁石を備えた可動子を各々配置し、前記一対の電磁石と前記中央コアを固定として、前記可動子が相対移動することを特徴とする請求項１〜６に記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はリニアモータに係り、特に小型ながら高い推力を発生し得る構造を有し、例えばエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用可能なリニアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータとは、直線形の動きをするモータであり、直線型電動機とも言われ、一般に、物体を直線上に駆動するために用いられる。そして、近時、前記リニアモータを超高速鉄道への応用が研究されている。
【０００３】
また、可動範囲の狭い前記リニアモータを、エンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するものもある（後述の特許文献１及び２参照）。
【０００４】
可動範囲の狭い前記リニアモータは、上記したエンジンのバルブ制御装置のみでなく、加工・測定機の微動ステージやロボット等にも使用されている。このとき、このようなリニアモータには、小型で発生推力が大きく、高速動作が可能であることが要望されるとともに、実用上、動作を可動範囲内に限定すること、そして構造が簡単であることも必要とされる。
【０００５】
特に、リニアモータを、基本動作が往復動作であるエンジンのバルブ制御装置に使用する際には、動作状況に応じて大推力や大減速力等と重視される性能が変化する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９９４１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０３６６０号公報
【特許文献３】特開２００１−３５１８１２号公報
【特許文献４】特開２００２−２３８２４１号公報
【特許文献５】特開２００２−３０３６６０号公報
【特許文献６】実開平７−２９９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のリニアモータ５０２においては、図４５に示す如く、積層鋼板からなるコア５０８とこのコア５０８に巻かれたコイル５１０とからなる電磁石５１２、５１４を２個連結して固定子５０４とし、この固定子５０４の上部に、例えば１層の永久磁石５１６からなる可動子５０６を夫々配設したものがある。
【０００８】
上述した従来のリニアモータをエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用する際に、前記エンジン６０２は、図４７に示す如く、シリンダブロック６０４と、このシリンダブロック６０４の上面に装着されるシリンダヘッド６０６と、シリンダヘッド６０６の上部を覆う図示しないヘッドカバーと、前記シリンダブロック６０４の下面に装着されるオイルパン（図示せず）とを有している。
【０００９】
また、前記シリンダブロック６０４とシリンダヘッド６０６とピストン６０８とにより燃焼室６１０を形成するとともに、この燃焼室６１０に連絡する吸気ポート６１２及び排気ポート６１４を前記シリンダヘッド６０６に形成する。
【００１０】
そして、前記吸気ポート６１２の下流側端部を開閉する吸気バルブ６１６を設けるとともに、前記排気ポート６１４の上流側端部を開閉する排気バルブ６１８を設けている。
【００１１】
このとき、前記アクチュエータ６２０によって排気バルブ６１８を開弁させる際には、図４７の燃焼室６１０内に発生する筒内圧力に押し勝つ駆動力が必要である（図４６参照）。
【００１２】
体積比駆動力に関して、特に、全負荷時においては、ピストンが下死点まで下がったとしても、燃焼ガスによって筒内圧力は４〜５ｂａｒ程度になることもある。前記排気バルブの開弁に必要な駆動力を得るために、前記アクチュエータのコイルを大きくして対処することとなり、大型化するという不都合がある。
【００１３】
一方、レイアウト性に関して、前記アクチュエータの大きさは、シリンダピッチやエンジン高さ等の制限がある。
【００１４】
つまり、直動タイプのエンジン７０２について説明すると、図４８及び図４９に示す如く、エンジン７０２は、シリンダブロック７０４と、このシリンダブロック７０４の上面に装着されるシリンダヘッド７０６と、シリンダヘッドの上部を覆う図示しないヘッドカバーと、前記シリンダブロック７０４の下面に装着されるオイルパン（図示せず）とを有している。
【００１５】
また、前記シリンダブロック７０４とシリンダヘッド７０６と図示しないピストンとにより燃焼室７１０を形成するとともに、この燃焼室７１０に連絡する吸気ポート７１２及び排気ポート７１４と前記シリンダヘッド７０６に形成し、前記吸気ポート７１２の下流側端部を開閉する吸気バルブ７１６を設けるとともに、前記排気ポート７１４の上流側端部を開閉する排気バルブ７１８を設けている。
【００１６】
更に、前記吸気ポート７１２に燃料噴射式インジェクタ７２２を配置し、前記燃焼室７１２に上面部位にスパークプラグ７２４を装着し、前記吸気バルブ７１６のバルブステム７２６の端部に、吸気用リニアモータ式電磁アクチュエータ７２８を設けるとともに、前記排気バルブ７１８のバルブステム７３０の端部には、排気用リニアモータ式電磁アクチュエータ７３２を設けている。
【００１７】
なお、符号７３４は排気側のステムガイド、７３６は排気側のステムシール、７３８は前記排気用リニアモータ式電磁アクチュエータ７３２の可動子である。
【００１８】
このとき、直動タイプのエンジンにおいて、特に、前記排気用リニアモータ式電磁アクチュエータの場合には、油圧系などを必要とせず、簡便なシステムであるが、排気バルブのバルブステムの端部に排気用リニアモータ式電磁アクチュエータが配置されるため、エンジンのパッケージに直接影響を及ぼしてしまうとともに、排気側が駆動力が必要となるため、アクチュエータ幅がシリンダピッチ以上となってしまい（図４９参照）、レイアウト上の自由度が低く、エンジン搭載が困難となるという不都合がある。
【００１９】
また、リフト制御性に関して、前記アクチュエータの個体差やエンジン状態で、図５５に示す如く、バルブが狙い通りのリフトカーブで作動しないという不都合がある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、前記可動子が相対移動をすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、前記可動子が相対移動をすることにより、一対の電磁石の間に永久磁石を備えた可動子が設けられているため、可動子の可動方向における一対の電磁石の長さを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
上述の如く発明したことにより、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向させ、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、可動子が相対移動をするようにリニアモータを構成し、可動子の可動方向における一対の電磁石の長さを短縮している。
【実施例１】
【００２３】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００２４】
図１〜図２０はこの発明の第１実施例を示すものである。図１において、２はリニアモータ、４は固定子、６は可動子である。
【００２５】
そして、このリニアモータ２は、積層鋼板からなるコア８と、このコア８に巻かれたコイル１０とからなる一対の電磁石１２、１４を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石１２、１４間にそれぞれの電磁石１２、１４と隙間Ｓを介して永久磁石１６を備えた前記可動子６を配置し、一対の電磁石１２、１４を前記固定子４、つまり第１固定子４Ａ及び第２固定子４Ｂとして、前記可動子６が相対移動をする構成とする。
【００２６】
参考までに記載すると、従来の体積比駆動力及びレイアウト性に関する不都合に対して、例えば排気側の排気バルブの開弁には、筒内圧力（Ｐｃｙｌ）と排気ポート内圧力（Ｐｐｏｒｔ）との差圧とバルブ傘面積（Ａｖａｌｖｅ）に略比例した駆動力、つまり推力
Ｆ（ｉ）＝Ａｖａｌｖｅ・（Ｐｃｙｌ（ｉ）−Ｐｐｏｒｔ（ｉ））＋ｆｍｉｓ
を必要とするが、最大必要駆動力は開弁する瞬間である。従って、リニアモータの推力は、初期位置で高い設計とすべきである。
【００２７】
逆に、リフト開始後は、大きな推力を必要としないので、可動子に配置された永久磁石とコアの位置関係は、初期（バルブ閉じ）状態で隣接させる。
【００２８】
追記すると、図１は０〜０．３Ｈｆ（Ｈｆ：フルリフト量）の開弁初期の期間で最高推力となるような、前記リニアモータ２を利用したアクチュエータ構成であり、初期（閉じ）位置を示している。コア８の端部と永久磁石１６を備えた前記可動子６とが、真横に並んだ状態で、推力は最高となる。
【００２９】
また、リフト制御性に関する不都合に対して、リフト制御には高い精度が必要とされるので、図１及び図２に示す如く、磁束密度の高い場所に、効率良くサーチコイルループを配置することが必要であるため、対峙するコイル間を横断する磁路に直交するように配置した。
【００３０】
この発明の実施例は、前記リニアモータ２を利用するアクチュエータユニットの高さを抑えるために、一対の電磁石１２、１４である前記固定子４、つまり第１固定子４Ａ及び第２固定子４Ｂが、前記可動子６（エンジンの場合、吸排気バルブ）を挟んで両側に対向（「対峙」ともいう。）した構造を有し、可動子６は、１本あるいは２本の場合もある。
【００３１】
そして、この第１実施例は、小型で、かつ大きな推力を備え、高速で作動させることができるアクチュエータユニットにするためのものである。
【００３２】
この第１実施例は、以下のように区分される。
（１）第１−１実施例
（ア）第１−１−１実施例（図４及び図５参照）
（イ）第１−１−２実施例（図６及び図７参照）
（ウ）第１−１−３実施例（図８〜図１１参照）
（２）第１−２実施例
（ア）第１−２−１実施例（図１４及び図１５参照）
（イ）第１−２−２実施例（図１６及び図１７参照）
（３）第１−３実施例
（ア）第１−３−１実施例（図１８及び図１９参照）
（イ）第１−３−２実施例（図２０及び図２１参照）
（４）第１−４実施例（図２２〜図２４参照）
【００３３】
上述の（１）第１−１実施例は、対向する電磁石間に永久磁石を配置するものであり、永久磁石は、１層タイプで、厚さを可能な限り厚くするものである。
【００３４】
そして、この（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例は、１層タイプである。
【００３５】
つまり、（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例は、図４に示す如く、一対の電磁石１２−１ａ、１４−１ａである前記第１固定子４Ａ−１ａ及び第２固定子４Ｂ−１ａを対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−１ａ及び第２固定子４Ｂ−１ａ間に、それぞれの第１固定子４Ａ−１ａ及び第２固定子４Ｂ−１ａと隙間Ｓ−１ａを介して永久磁石１６−１ａを備えた１層の前記可動子６−１ａを配置し、この可動子６−１ａが相対移動をする構成とする。
【００３６】
図５には、この（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００３７】
また、（１）第１−１実施例の（イ）第１−１−２実施例は、１層タイプであるとともに、上述の（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例において開示されるものよりも、磁石幅を狭くしたものである。
【００３８】
つまり、（１）第１−１実施例の（イ）第１−１−２実施例は、上述の（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例のものと同様に、図６に示す如く、一対の電磁石１２−１ｂ、１４−１ｂである前記第１固定子４Ａ−１ｂ及び第２固定子４Ｂ−１ｂを対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−１ｂ及び第２固定子４Ｂ−１ｂ間に、それぞれの第１固定子４Ａ−１ｂ及び第２固定子４Ｂ−１ｂと隙間Ｓ−１ｂを介して永久磁石１６−１ｂを備えた前記可動子６−１ｂを配置し、この可動子６−１ｂが相対移動をする構成とするとともに、可動子６−１ｂの磁石幅Ｗ−１ｂを、上述の（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例の可動子６−１ａの磁石幅Ｗ−１ａよりも狭くする。
【００３９】
そして、第１固定子４Ａ−１ｂ及び第２固定子４Ｂ−１ｂ間に、永久磁石１６−１ｂを備えた１層の前記可動子６−１ｂを配置する際には、図６に示す如く、上述の（１）第１−１実施例の（ア）第１−１−１実施例の可動子６−１ａの磁石幅Ｗ−１ａよりも磁石幅Ｗ−１ｂを狭くした前記可動子６−１ｂを配置する。
【００４０】
図７には、この（１）第１−１実施例の（イ）第１−１−２実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００４１】
なお、永久磁石を備えた可動子の磁石幅を狭くする場合には、（１）第１−１実施例の（ウ）第１−１−３実施例に開示されているように、可動子を２層とすることが可能である。
【００４２】
すなわち、図８〜図１０に示す如く、第１固定子４Ａ−１ｂ及び第２固定子４Ｂ−１ｂ間に、永久磁石１６Ａ−１ｂ及び永久磁石１６Ｂ−１ｂを備えた２層の可動子６Ａ−１ｂ及び可動子６Ｂ−１ｂと、前記２つの可動子６Ａ−１ｂ、６Ｂ−１ｂの間に３分割された中央コア２４−１ｂとを配置するものである。
【００４３】
図８のタイプの可動子を利用した場合において、電流２５Ａを流したときには、３ｍｓ以内に２５０Ｎの初期駆動力が得られる。
【００４４】
図９のタイプの可動子を利用した場合において、電流２５Ａを流したときには、３ｍｓ以内に２８８Ｎの初期駆動力が得られる。
【００４５】
図１１には、（１）第１−１実施例の（ウ）第１−１−３実施例において、可動子を２層とした際のリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００４６】
上述の（２）第１−２実施例は、コイルの巻き方に関するものであり、前記永久磁石１６−２に沿って設けられたコア歯１８−２を備えたコア８−２に巻かれたコイル１０−２は、コア歯１８−２内側にも隙間なく巻かれているものである。
【００４７】
そして、この（２）第１−２実施例の（ア）第１−２−１実施例は、コイルを隙間なくスペース全体に巻き付けたタイプである。
【００４８】
つまり、（２）第１−２実施例の（ア）第１−２−１実施例は、図１４に示す如く、一対の電磁石１２−２ａ、１４−２ａである前記第１固定子４Ａ−２ａ及び第２固定子４Ｂ−２ａを対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−２ａ及び第２固定子４Ｂ−２ａ間に、それぞれの第１固定子４Ａ−２ａ及び第２固定子４Ｂ−２ａと隙間Ｓ−２ａを介して永久磁石１６Ａ−２ａ及び永久磁石１６Ｂ−２ａを備えた２層の可動子６Ａ−２ａ及び可動子６Ｂ−２ａと、前記２つの可動子６Ａ−２ａ、６Ｂ−２ａの間に３分割された中央コア２４−２ａとを配置し、これらの２層の可動子６Ａ−２ａ及び可動子６Ｂ−２ａが相対移動をする構成とするとともに、コイル１０Ａ−２ａ、１０Ｂ−２ａを隙間なくスペース全体に巻き付ける。これにより、コア歯間で直接（コアを通らずに）磁束が通過するのを防ぎ、推力低下を抑制することが期待できる。
【００４９】
追記すれば、一般に、リニアモータにおいては、コア歯と永久磁石１６Ａ−２ａ及び永久磁石１６Ｂ−２ａとで囲まれた領域のうち、永久磁石１６Ａ−２ａ及び永久磁石１６Ｂ−２ａに近い部分にはコイルが巻かれていない状況にあるため、この（２）第１−２実施例の（ア）第１−２−１実施例においては、巻数を同じ状態とした際に、コア歯１８Ａ−２ａ、１８Ｂ−２ａと永久磁石１６Ａ−２ａ及び永久磁石１６Ｂ−２ａとで囲まれた領域全体に一様にコイル１０Ａ−２ａ、１０Ｂ−２ａを隙間なく巻き付けるものである。
【００５０】
図１３には、この（２）第１−２実施例の（ア）第１−２−１実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００５１】
また、（２）第１−２実施例の（イ）第１−２−２実施例は、図１２に対して逆方向に稼働しを移動させるタイプである。
【００５２】
つまり、（２）第１−２実施例の（イ）第１−２−２実施例は、図１４に示す如く、一対の電磁石１２−２ｂ、１４−２ｂである前記第１固定子４Ａ−２ｂ及び第２固定子４Ｂ−２ｂを対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−２ｂ及び第２固定子４Ｂ−２ｂ間に、それぞれの第１固定子４Ａ−２ｂ及び第２固定子４Ｂ−２ｂと隙間Ｓ−２ｂを介して永久磁石１６Ａ−２ｂ及び永久磁石１６Ｂ−２ｂを備えた２層の可動子６Ａ−２ｂ及び可動子６Ｂ−２ｂと、前記２つの可動子６Ａ−２ｂ、６Ｂ−２ｂの間に３分割された中央コア２４−２ｂとを配置し、これらの２層の可動子６Ａ−２ｂ及び可動子６Ｂ−２ｂが相対移動をする構成とするとともに、コア歯１８Ａ−２ｂ、１８Ｂ−２ｂと永久磁石１６Ａ−２ｂ及び永久磁石１６Ｂ−２ｂとで囲まれた領域にコイル１０Ａ−２ｂ、１０Ｂ−２ｂを巻き付け、隙間を埋める構成とする。
【００５３】
図１５には、この（２）第１−２実施例の（イ）第１−２−２実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００５４】
上述の（３）第１−３実施例は、一対の電磁石１２−３、１４−３のコア歯１８−３の先端部形状に関するものである。
【００５５】
そして、この（３）第１−３実施例の（ア）第１−３−１実施例は、ベース形状を示す。
【００５６】
つまり、（３）第１−３実施例の（ア）第１−３−１実施例は、図１６に示す如く、一対の電磁石１２−３ａ、１４−３ａである前記第１固定子４Ａ−３ａ及び第２固定子４Ｂ−３ａを対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−３ａ及び第２固定子４Ｂ−３ａ間に、それぞれの第１固定子４Ａ−３ａ及び第２固定子４Ｂ−３ａと隙間（図示せず）を介して永久磁石１６Ａ−３ａ及び永久磁石１６Ｂ−３ａを備えた２層の可動子６Ａ−３ａ及び可動子６Ｂ−３ａと、前記２つの可動子６Ａ−３ａ、６Ｂ−３ａの間に３分割された中央コア２４−３ａとを配置し、これらの２層の可動子６Ａ−３ａ及び可動子６Ｂ−３ａが相対移動をする構成とするとともに、一対の電磁石１２−３ａ、１４−３ａである前記第１固定子４Ａ−３ａ及び第２固定子４Ｂ−３ａのコア歯１８Ａ−３ａ、１８Ｂ−３ａの先端部形状をベース形状とする。
【００５７】
図１６のタイプの可動子を利用した場合において、電流２５Ａを流したときには、３ｍｓ以内に２３０Ｎの初期駆動力が得られる。
【００５８】
また、（３）第１−３実施例の（イ）第１−３−２実施例は、（ア）第１−３−１実施例に対して、前記コア歯１８−３ｂの先端形状が、鋭利な形状を備えている構成としたものである。
【００５９】
つまり、（３）第１−３実施例の（イ）第１−３−２実施例は、図１７に示す如く、一対の電磁石１２−３ｂ、１４−３ｂである前記第１固定子４Ａ−３ｂ及び第２固定子４Ｂ−３ｂを対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−３ｂ及び第２固定子４Ｂ−３ｂ間に、それぞれの第１固定子４Ａ−３ｂ及び第２固定子４Ｂ−３ｂと隙間（図示せず）を介して永久磁石１６Ａ−３ｂ及び永久磁石１６Ｂ−３ｂを備えた２層の可動子６Ａ−３ｂ及び可動子６Ｂ−３ｂと、前記２つの可動子６Ａ−３ｂ、６Ｂ−３ｂの間に３分割された中央コア２４−３ｂとを配置し、これらの２層の可動子６Ａ−３ｂ及び可動子６Ｂ−３ｂが相対移動をする構成とするとともに、前記コア歯１８Ａ−３ｂ、１８Ｂ−３ｂの先端形状を鋭利な形状とする。
【００６０】
追記すれば、前記コア歯１８Ａ−３ｂ、１８Ｂ−３ｂの先端形状を鋭利な形状とし、空いた空間分だけ、単位面積あたりの巻数を維持したままで巻数の総和を増加させるものである。
【００６１】
図１７のタイプの可動子を利用した場合において、電流２５Ａを流したときには、３ｍｓ以内に２８０Ｎの初期駆動力が得られる。
【００６２】
上述の（４）第１−４実施例は、一対の電磁石１２−４、１４−４のコア歯１８−４ｂの先端部形状と可動子６Ａ−４及び可動子６Ｂ−４の動作方向との関係に関するものである。
【００６３】
つまり、（４）第１−４実施例は、図１８に示す如く、一対の電磁石１２−４、１４−４である前記第１固定子４Ａ−４及び第２固定子４Ｂ−４を対向させて設け、これらの第１固定子４Ａ−４及び第２固定子４Ｂ−４間に、それぞれの第１固定子４Ａ−４及び第２固定子４Ｂ−４と隙間Ｓ−４を介して永久磁石１６Ａ−４及び永久磁石１６Ｂ−４を備えた２層の可動子６Ａ−４及び可動子６Ｂ−４と、前記２つの可動子６Ａ−４、６Ｂ−４の間に３分割された中央コア２４−４とを配置し、これらの２層の可動子６Ａ−４及び可動子６Ｂ−４が相対移動をする構成とする。
【００６４】
追記すれば、電磁石のコアは、磁束の流れる通路であり、高推力化をはかるためには十分な幅が必要であるとともに、小型化のためにはコアを細くする必要がある。動作方向に依存せずに高推力を得るためには、コアの幅を左右等しくする必要があるが、例えば車両用エンジンのバルブ駆動に利用される場合、特に特定の方向へ駆動させる際に、高推力を必要する場合には、一方の端のコアの幅を他方の端のコアの幅よりも大きくすればよい（図示せず）。
【００６５】
そして、上述の（４）第１−４実施例においては、両端のコアの幅の和を変更させずに、両端のコアの幅を等しくしたものである。
【００６６】
図１９には、この（４）第１−４実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００６７】
なお、図２０には、上述の第１実施例及び後述する第３、第４実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を集計したものを開示する。
【００６８】
そして、上述した第１実施例における各例においては、リニアモータを車両用エンジンの吸気あるいは排気バルブ駆動用として用いることが可能である。
【００６９】
つまり、図示しない吸気バルブや排気バルブのバルブステムの端部にリニアモータからなるアクチュエータユニットを装備し、このアクチュエータユニットにより吸気バルブや排気バルブを開閉動作させるものである。
【００７０】
次に作用を説明する。
【００７１】
前記可動子６の永久磁石１６は、図１の上部側において、Ｎ極あるいはＳ極のいずれか一方の極性を有し、図１の下部側においてはいずれか他方の極性を有している。
【００７２】
そして、前記固定子４となる一対の電磁石１２、１４のコイル１０Ａ、１０Ｂの巻かれたコア８Ａ、８Ｂにおいて、一対の電磁石１２、１４に電流が印加されていない場合には、永久磁石１６を備えた前記可動子６は所定位置、つまり基準位置に停止している。
【００７３】
一対の電磁石１２、１４に電流が印加されると、コア８Ａ、８Ｂの内部に磁束が生成され、この磁束は電磁石１２、１４内に分布してコア８Ａ、８Ｂの上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｃ、１８Ｂａ、１８Ｂｃ及び中央部位のコア歯１８Ａｂ、１８Ｂｂの各々の表面に磁極を生じせしめ、磁場領域に磁場が形成される。
【００７４】
このとき、コア８の上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｃ、１８Ｂａ、１８Ｂｃに生ずる磁極の極性は同じ極性の磁極であり、コア８Ａ、８Ｂの中央部位のコア歯１８Ａｃ、１８Ｂｃに生ずる磁極の極性は、コア８Ａ、８Ｂの上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｂ、１８Ｂａ、１８Ｂｂに生ずる磁極の極性とは異なる極性である。
【００７５】
例えば、推力方向を特定の方向とすべく一対の電磁石１２、１４に電流を印加した場合には、コア８Ａ、８Ｂの上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｃ、１８Ｂａ、１８ＢｃにＳ極が生じ、コア８の中央部位のコア歯１８Ａｂ、１８ＢｂにはＮ極が生ずる。
【００７６】
また、推力方向が逆になるように一対の電磁石１２、１４に電流を印加した場合には、コア８Ａ、８Ｂの上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｃ、１８Ｂａ、１８ＢｃにＮ極が生じ、コア８の中央部位のコア歯１８Ａｂ、１８ＢｂにはＳ極が生ずることとなる。
【００７７】
一対の電磁石１２、１４への電流の印加によってコア８Ａ、８Ｂの上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｃ、１８Ｂａ、１８Ｂｃ及びコア８Ａ、８Ｂの中央部位のコア歯１８Ａｂ、１８Ｂｂに磁極が生じ、前記永久磁石１６を備えた前記可動子６との極性によりこの可動子６が推力方向である特定の方向に移動する。
【００７８】
推力方向が逆になるように、一対の電磁石１２、１４に電流を印加すると、コア８Ａ、８Ｂの上下両端のコア歯１８Ａａ、１８Ａｃ、１８Ｂａ、１８Ｂｃ及びコア８Ａ、８Ｂの中央部位のコア歯１８Ａｂ、１８Ｂｂに各々逆の磁極が生じ、前記永久磁石１６を備えた前記可動子６との極性によりこの可動子６が推力方向である特定の方向に対して逆の方向に移動する。
【００７９】
これにより、積層鋼板からなるコア８と、このコア８に巻かれたコイル１０とからなる一対の電磁石１２、１４を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石１２、１４間にそれぞれの電磁石１２、１４と隙間Ｓを介して永久磁石１６を備えた前記可動子６を配置し、一対の電磁石１２、１４を前記固定子４、つまり第１固定子４Ａ及び第２固定子４Ｂとして、前記可動子６が相対移動をする構成とした前記リニアモータ２によって、一対の電磁石１２、１４の間に永久磁石１６を備えた前記可動子６が設けられているため、可動子６の可動方向における一対の電磁石１２、１４の長さを短縮することができるものである。
【００８０】
また、前記永久磁石に沿って設けられたコア歯を備えたコアに巻かれたコイルは、コア歯内側にも隙間なく巻かれていることにより、隙間がないようにコイルを巻くことによって、同じ巻数でも隙間がある場合よりも静推力を高めることができる。また、磁束の流れを整頓することができる。
【００８１】
更に、前記コア歯の先端形状は、鋭利な形状を備えていることにより、コイルを巻くスペースが増えるため、コイル巻数を増加させることができるので、外形寸法を変更することなく、最大推力を増加させることが可能である。
【００８２】
更にまた、この発明の第１実施例においては、積層鋼板からなるコア８と、このコア８に巻かれたコイル１０とからなる一対の電磁石１２、１４を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石１２、１４間にそれぞれの電磁石１２、１４と隙間Ｓを介して永久磁石１６を備えた前記可動子６を配置し、一対の電磁石１２、１４を前記固定子４、つまり第１固定子４Ａ及び第２固定子４Ｂとして、前記可動子６が相対移動をする構成とした前記リニアモータ２によって、このリニアモータを利用するアクチュエータユニットの高さを抑えることができるとともに、車両用エンジンの吸排気バルブ駆動用に用いる場合には、駆動装置の高さを低く抑えることができ、エンジン及びエンジンフードの高さを抑えることが可能である。
【００８３】
また、上述の（１）第１−１実施例において、対向する電磁石１２−１、１４−１間に永久磁石１６−１を配置し、永久磁石１６−１は１層タイプで、厚さを可能な限り厚くしたことにより、永久磁石１６−１は１層タイプであるため、構造が簡単であるとともに、永久磁石１６−１の厚さを厚くすれば、推力を向上させることができるものである。
【００８４】
更に、上述の（２）第１−２実施例において、前記永久磁石１６−２に沿って設けられたコア歯１８−２を備えたコア８−２に巻かれたコイル１０−２を、コア歯１８−２内側にも隙間なく巻いたことにより、同じ巻数でも隙間がある場合よりも静推力を高めることができるものである。
【００８５】
更にまた、上述の（３）第１−３実施例において、一対の電磁石１２−３、１４−３のコア歯１８−３の先端部形状を鋭利な形状としたことにより、コイルを巻くスペースが増えることとなり、コイル巻数を増加させることができ、外形寸法を変更することなく、最大推力を増加させることが可能である。
【００８６】
また、上述の（４）第１−４実施例において、一対の電磁石１２−４、１４−４のコア歯と可動子６Ａ−４及び可動子６Ｂ−４の動作方向との関係に関し、可動子を特定方向へ駆動させる時にのみ高い推力を必要とする場合には、必要とされる一方のコア歯を他方よりも太くすればよいので、小型化と相反する問題をバランスよく改善することが可能である。
【実施例２】
【００８７】
図２１〜図３８はこの発明の第２実施例を示すものである。この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
【００８８】
この第２実施例の特徴とするところは、可動子の動作範囲を設定した範囲に制限するための電磁石の形状及び配置に関する点にある。
【００８９】
この第２実施例は、以下のように区分される。
（１）第２−１実施例
（ア）第２−１−１実施例（図２１〜図２８参照）
（イ）第２−１−２実施例（図２９及び図３０参照）
（ウ）第２−１−３実施例（図３１及び図３２参照）
（２）第２−２実施例（図３３〜図３８参照）
【００９０】
上述の（１）第２−１実施例は、電磁石のコアの端部を削るものであり、前記永久磁石の可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子との隙間の少なくとも一部は、永久磁石の可動範囲内にあるコア歯と可動子との隙間より長い構成と有している。
【００９１】
そして、この（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例は、電磁石のコアの左側部分を推力が生まれない程度に削るものであり、永久磁石間に設けられている電磁石の３分割された中央コアのもっとも右側に位置するコアの左側から６ｍｍまで残したタイプである。
【００９２】
つまり、（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例は、図２１、図２３、図２５、図２７に示す如く、一対の電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａである前記第１固定子１０４Ａ−１ａ及び第２固定子１０４Ｂ−１ａを対向させて設け、これらの第１固定子１０４Ａ−１ａ及び第２固定子１０４Ｂ−１ａ間に、それぞれの第１固定子１０４Ａ−１ａ及び第２固定子１０４Ｂ−１ａと隙間Ｓ−１ａを介して永久磁石１１６Ａ−１ａ、１１６Ｂ−１ａを備えた２層の前記可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａを配置し、これらの可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａが相対移動をする構成を有し、可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａに設けられた永久磁石１１６Ａ−１ａ、１１６Ｂ−１ａと対向しない部分にある電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａのコア１０８Ａ−１ａ、１０８Ｂ−１ａを削るとともに、前記永久磁石１１６Ａ−１ａ、１１６Ｂ−１ａの可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａとの隙間の少なくとも一部は、永久磁石１１６Ａ−１ａ、１１６Ｂ−１ａの可動範囲内にあるコア歯と可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａとの隙間よりも長く形成する。
【００９３】
追記すれば、図２１に開示されるものは、可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａに設けられた永久磁石１１６Ａ−１ａ、１１６Ｂ−１ａと対向しない部分にある電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａのコア１０８Ａ−１ａ、１０８Ｂ−１ａの左側を削って切削部１２２Ａ−１ａ、１２２Ｂ−１ａを形成し、かつ夫々永久磁石１１６Ａ−１ａ、１１６Ｂ−１ａ間に配置された電磁石の３分割された中央コア１２４−１ａのもっとも右側に位置するコアの左側から６ｍｍまで残して削り、図２５の右側方向に可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａを移動させるように電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａに電流を印加した状態のものである。
【００９４】
図２２には、この（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例の左側から６ｍｍまで残したタイプにおいて、図２１の右側方向に可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａを移動させるように電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａに電流を印加した状態のリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００９５】
図２３に開示されるものは、（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例において、永久磁石間に設けられている電磁石の３分割された中央コア１２４−１ａのもっとも右側に位置するコアの左側から１０ｍｍまで残したタイプであるとともに、図２３の右側方向に可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａを移動させるように電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａに電流を印加した状態のものである。
【００９６】
図２４には、この（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例の左側から１０ｍｍまで残したタイプにおいて、図２３の右側方向に可動子１０６Ａ−１ａ、１０６Ｂ−１ａを移動させるように電磁石１１２−１ａ、１１４−１ａに電流を印加した状態のリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００９７】
図２５に開示されるものは、（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例の左側から６ｍｍまで残したタイプにおいて、推力方向が逆になるように電流を印加した場合である。
【００９８】
図２６には、この（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例の左側から６ｍｍまで残したタイプにおいて、推力方向が逆になるように電流を印加した状態のリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【００９９】
図２７に開示されるものは、（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例の構造に追加して、電流を印加していない場合である。
【０１００】
図２８には、この（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例の左側から６ｍｍまで残したタイプにおいて、電流を印加していない状態のリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【０１０１】
（１）第２−１実施例の（イ）第２−１−２実施例は、電磁石のコアの右側部分を推力が生まれない程度に削るものである。
【０１０２】
つまり、（１）第２−１実施例の（イ）第２−１−２実施例は、図２９に示す如く、一対の電磁石１１２−１ｂ、１１４−１ｂである前記第１固定子１０４Ａ−１ｂ及び第２固定子１０４Ｂ−１ｂを対向させて設け、これらの第１固定子１０４Ａ−１ｂ及び第２固定子１０４Ｂ−１ｂ間に、それぞれの第１固定子１０４Ａ−１ｂ及び第２固定子１０４Ｂ−１ｂと隙間Ｓ−１ｂを介して永久磁石１１６Ａ−１ｂ、１１６Ｂ−１ｂを備えた２層の前記可動子１０６Ａ−１ｂ、１０６Ｂ−１ｂと、前記２つの可動子１０６Ａ−１ｂ、１０６Ｂ−１ｂの間に３分割された中央コア１２４−１ｂとを配置し、これらの可動子１０６Ａ−１ｂ、１０６Ｂ−１ｂが相対移動をする構成を有し、電磁石１１２−１ｂ、１１４−１ｂのコア１０８Ａ−１ｂ、１０８Ｂ−１ｂの右側部分を推力が生まれない程度に削って切削部１２２Ａ−１ｂ、１２２Ｂ−１ｂを形成し、かつ前記３分割された中央コア１２４−１ｂのもっとも右側に位置するコアの左側から６ｍｍまで残して削ったものである。
【０１０３】
図３０には、この（１）第２−１実施例の（イ）第２−１−２実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【０１０４】
（１）第２−１実施例の（ウ）第２−１−３実施例は、電磁石のコアの両側部分を推力が生まれない程度に削るものである。
【０１０５】
つまり、（１）第２−１実施例の（ウ）第２−１−３実施例は、図３１に示す如く、一対の電磁石１１２−１ｃ、１１４−１ｃである前記第１固定子１０４Ａ−１ｃ及び第２固定子１０４Ｂ−１ｃを対向させて設け、これらの第１固定子１０４Ａ−１ｃ及び第２固定子１０４Ｂ−１ｃ間に、それぞれの第１固定子１０４Ａ−１ｃ及び第２固定子１０４Ｂ−１ｃと隙間Ｓ−１ｃを介して永久磁石１１６Ａ−１ｃ、１１６Ｂ−１ｃを備えた２層の前記可動子１０６Ａ−１ｃ、１０６Ｂ−１ｃと、前記２つの可動子１０６Ａ−１ｃ、１０６Ｂ−１ｃの間に３分割された中央コア１２４−１ｃとを配置し、これらの可動子１０６Ａ−１ｃ、１０６Ｂ−１ｃが相対移動をする構成を有し、電磁石１１２−１ｃ、１１４−１ｃのコア１０８Ａ−１ｃ、１０８Ｂ−１ｃの両側部分を推力が生まれない程度に削って切削部１２２Ａａ−１ｃ、１２２Ａｂ−１ｃ、１２２Ｂａ−１ｃ、１２２Ｂｂ−１ｃを形成し、かつ前記３分割された中央コア１２４−１ｃのもっとも右側に位置するコアの左側から６ｍｍまで残して削ったものである。
【０１０６】
図３２には、この（１）第２−１実施例の（ウ）第２−１−３実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【０１０７】
（２）第２−２実施例は、上述した（１）第２−１実施例で削除した、永久磁石間に設けられている電磁石のコアの代わりに、永久磁石を配置するものである。
【０１０８】
つまり、（２）第２−２実施例は、図３３に示す如く、一対の電磁石１１２−２、１１４−２である前記第１固定子１０４Ａ−２及び第２固定子１０４Ｂ−２を対向させて設け、これらの第１固定子１０４Ａ−２及び第２固定子１０４Ｂ−２間に、それぞれの第１固定子１０４Ａ−２及び第２固定子１０４Ｂ−２と隙間Ｓ−２を介して永久磁石１１６Ａ−２、１１６Ｂ−２を備えた２層の前記可動子１０６Ａ−２、１０６Ｂ−２を配置し、これらの可動子１０６Ａ−２、１０６Ｂ−２が相対移動をする構成を有し、上述した（１）第２−１実施例で削除した、永久磁石１１６Ａ−２、１１６Ｂ−２間に設けられている電磁石の３分割された中央コア１２４−２の最も右側に位置するコアの代わりに、永久磁石１２６−２を配置している。
【０１０９】
図３４には、この（２）第２−２実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【０１１０】
なお、図３５には、上述の第１実施例と、上述の（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例と、（２）第２−２実施例とにおけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を集計したものを開示する。
【０１１１】
図３６には、上述の第１実施例と、（１）第２−１実施例の（ア）第２−１−１実施例とにおけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を集計したものを開示する。
【０１１２】
図３７には、上述の第１実施例と、（１）第２−１実施例の（イ）第２−１−２実施例と、（１）第２−１実施例の（ウ）第２−１−３実施例とにおけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を集計したものを開示する。
【０１１３】
図３８には、上述の第１実施例と、（１）第２−１実施例の（イ）第２−１−２実施例と、（１）第２−１実施例の（ウ）第２−１−３実施例とにおけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を集計したものを開示する。
【０１１４】
さすれば、この第２実施例においては、積層鋼板からなるコア１０８と、このコア１０８に巻かれたコイル１１０とからなる一対の電磁石１１２、１１４を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石１１２、１１４間にそれぞれの電磁石１１２、１１４と隙間Ｓを介して永久磁石１１６を備えた前記可動子１０６を配置し、一対の電磁石１１２、１１４を前記固定子１０４、つまり第１固定子１０４Ａ及び第２固定子１０４Ｂとして、前記可動子１０６が相対移動をする構成とした前記リニアモータ１０２により、上述第１実施例のものと同様に、一対の電磁石１１２、１１４の間に永久磁石１１６を備えた前記可動子１０６が設けられているため、可動子１０６の可動方向における一対の電磁石１１２、１１４の長さを短縮することができるものである。
【０１１５】
また、前記永久磁石の可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子との隙間の少なくとも一部は、永久磁石の可動範囲内にあるコア歯と可動子との隙間より長くしたことにより、可動子を指定した動作範囲内にとどめておくことが可能である。
【０１１６】
更に、上述の（１）第２−１実施例において、可動子に設けられた永久磁石と対向しない部分にある電磁石のコアを削ることにより、可動子を指定した動作範囲内にとどめておくために、永久磁石と対向しない部分にまで延びる電磁石のコアを削除したり、影響力の及ぼさないような形状にすることが有効である。
【０１１７】
更にまた、上述の（２）第２−２実施例において、（１）第２−１実施例で削除した、永久磁石間に設けられている電磁石のコアの代わりに、永久磁石を配置することにより、可動子と斥力が働くように設置でき、作用する範囲や作用力を増大させることが可能である。
【実施例３】
【０１１８】
図３９及び図４０はこの発明の第３実施例を示すものである。
【０１１９】
この第３実施例の特徴とするところは、コイルの断面形状を長方形とした点にある。
【０１２０】
すなわち、図３９に示す如く、一対の電磁石２１２、２１４である前記第１固定子２０４Ａ及び第２固定子２０４Ｂを対向させて設け、これらの第１固定子２０４Ａ及び第２固定子２０４Ｂ間に、それぞれの第１固定子２０４Ａ及び第２固定子２０４Ｂと隙間Ｓを介して永久磁石２１６Ａ、２１６Ｂを備えた２層の前記可動子２０６Ａ、２０６Ｂと、前記２つの可動子２０６Ａ、２０６Ｂの間に３分割された中央コア２２４を配置し、これらの可動子２０６Ａ、２０６Ｂが相対移動をする構成を有し、前記一対の電磁石２１２、２１４を構成するコア２０８Ａ、２０８Ｂに巻かれたコイル２１０Ａ、２１０Ｂの断面形状を長方形とするものである。
【０１２１】
図４０には、この第３実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【０１２２】
さすれば、前記コイル２１０Ａ、２１０Ｂの断面形状を長方形、つまり矩形とすることによって、このコイル２１０Ａ、２１０Ｂを包囲する電磁石２１２、２１４の断面形状を矩形とすることができ、これらの電磁石２１２、２１４からなる前記第１固定子２０４Ａ及び第２固定子２０４Ｂ、ひいてはリニアモータの形状を簡略化することが可能となり、製作を容易とすることができるとともに、矩形の電磁石２１２、２１４内の隙間なくコイル２１０Ａ、２１０Ｂを巻くことができ、隙間がある場合よりも静推力を高めることができるものである。
【実施例４】
【０１２３】
図４１及び図４２はこの発明の第４実施例を示すものである。
【０１２４】
この第４実施例の特徴とするところは、推力の絶対値よりも推力／可動部質量比を向上させる構成とした点にある。
【０１２５】
すなわち、図４１に示す如く、一対の電磁石３１２、３１４である前記第１固定子３０４Ａ及び第２固定子３０４Ｂを対向させて設け、これらの第１固定子３０４Ａ及び第２固定子３０４Ｂ間に、それぞれの第１固定子３０４Ａ及び第２固定子３０４Ｂと隙間Ｓを介して永久磁石３１６Ａ、３１６Ｂを備えた２層の前記可動子３０６Ａ、３０６Ｂと、前記２つの可動子３０６Ａ、３０６Ｂの間に３分割された中央コア３２４を配置し、これらの可動子３０６Ａ、３０６Ｂが相対移動をする構成を有し、永久磁石３１６Ａ、３１６Ｂの右側方向の面間距離を一定として、幅（可動部移動方向）を短縮させるものである。
【０１２６】
図４２には、この第４実施例におけるリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を開示する。
【０１２７】
さすれば、推力の絶対値よりも推力／可動部質量比を向上させることができ、実用上有利である。
【０１２８】
また、上述第４実施例のその他の方策としては、前記永久磁石の幅を、可動子の可動範囲の略半分に設定する構成とすることができる。
【０１２９】
さすれば、磁束の流れをよくすることができ、磁気抵抗が小さく、パーミアンス係数が大きくなるものである。
【０１３０】
そして、パーミアンス係数が大きくなることにより、耐熱性を向上させることができるとともに、軽量化し、推力／可動部質量比を向上させることができる。
【実施例５】
【０１３１】
図４３及び図４４はこの発明の第５実施例を示すものである。
【０１３２】
この第５実施例の特徴とするところは、センサとしてのサーチコイルの形状と配置に関するものである。
【０１３３】
このとき、前記コア４０８は、図示しない永久磁石に沿って設けられたコア歯４１８を備えており、このコア歯４１８にサーチコイル４２８を設けるものである。
【０１３４】
すなわち、サーチコイルを、可動子の移動方向と平行になるように配置するとともに、電流の流れる向きが異なる線同士が近接しないように配置する。
【０１３５】
また、積層鋼板の固定子に相対している可動子の面の先端に近い部分に前記サーチコイルを配置する。
【０１３６】
そして、この第５実施例は、以下のように区分される。
（１）第５−１実施例（図４３参照）
（２）第５−２実施例（図４４参照）
【０１３７】
つまり、（１）第５−１実施例においては、図４３（ａ）及び（ｂ）、（ｃ）に示す如く、複数、例えば４個のサーチコイル４２８ａ−１、４２８ｂ−１、４２８ｃ−１、４２８ｄ−１をフィルム状に成形し、可動子、つまり前記コア４０８に貼り付ける。
【０１３８】
このとき、図４３（ａ）及び（ｂ）、（ｃ）に示す如く、４個のサーチコイル４２８ａ−１、４２８ｂ−１、４２８ｃ−１、４２８ｄ−１の中心が移動方向にずれながら、コア（空芯を含む）が重なるように配置する。
【０１３９】
さすれば、磁束密度変化が大きく感度が高くなるという効果を有するとともに、電流の流れる向きが異なる線間の距離を十分とることができ、干渉を抑制することができるものである。
【０１４０】
また、上述の（２）第５−２実施例においては、図４４（ａ）及び（ｂ）、（ｃ）に示す如く、複数、例えば４個のサーチコイル４２８ａ−２、４２８ｂ−２、４２８ｃ−２、４２８ｄ−２をフィルム状に成形し、可動子、つまり前記コア４０８に埋め込む。
【０１４１】
このとき、図４４（ａ）及び（ｂ）、（ｃ）に示す如く、４個のサーチコイルのコア（空芯を含む）が重ならないように配置する。
【０１４２】
さすれば、磁束密度変化が大きく感度が高くなるという効果を有するとともに、電流の流れる向きが異なる線間の距離を十分とることができ、平面的なパターンで構成でき、製作が容易となるものである。
【０１４３】
更に、上述した第５実施例の（１）第５−１実施例及び（２）第５−２実施例以外にも、サーチコイルの配置方策が考えられる。
【０１４４】
つまり、鋭角の先端に近い部分にサーチコイルを配置し、磁束密度の変化を大きくして感度を高める方策や、サーチコイルのコアに芯を設け、感動を向上させる方策等がある。
【０１４５】
なお、この発明は上述第１〜第５実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【０１４６】
例えば、この発明の実施例においては、一対の電磁石を対向させて固定子を形成する構成としたが、３個以上の電磁石を配設して固定子とする特別構成とすることも可能である。
【０１４７】
すなわち、平面視において、永久磁石を備えた可動子の外周部位に３個以上の電磁石を、例えば円周等間隔に配設して固定子とするものである。
【０１４８】
このとき、４個の電磁石を配設して固定子を形成する場合には、平面視において、永久磁石を備えた可動子の外周部位に４個の電磁石が十字状に配設されるものである。
【０１４９】
さすれば、可動子の可動方向における電磁石の長さの短縮に寄与し得るとともに、３個以上の電磁石からなる固定子が可動子に作用することとなり、可動子を確実に動作させることができ、信頼性の向上にも寄与し得る。
【０１５０】
また、この発明の実施例においては、一対の電磁石を対向させて固定子を形成する際に、可動子の可動方向における配設位置を同一位置とする構成としたが、電磁石の配設位置を異ならしめる特別構成とすることも可能である。
【０１５１】
すなわち、移動子と可動子とによって形成したリニアモータを、車両用エンジンの吸気あるいは排気バルブ駆動用として用いる場合には、吸気あるいは排気バルブのバルブステム周りにおけるレイアウトに制限があり、このレイアウトの制限に対処させるために、可動子の可動方向における長さを電磁石毎に変更するものである。
【０１５２】
さすれば、電磁石からなる固定子の機能を維持しつつ、吸気あるいは排気バルブのバルブステム周りにおけるレイアウトの制限にも対処することができる。
【０１５３】
更に、この発明の実施例においては、上述した３個以上の電磁石を配設して固定子とする方策と、電磁石の配設位置を異ならしめる方策とを併用する特別構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】この発明の第１実施例を示すリニアモータの要部拡大図である。
【図２】図１の矢印ＩＩ部分の拡大図である。
【図３】排気側の排気バルブの開弁における筒内圧力と排気ポート内圧力との差圧に略比例した駆動力を示す図である。
【図４】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図５】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図６】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図７】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図８】リニアモータの概略レイアウト図である。
【図９】リニアモータの概略構成図である。
【図１０】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図１１】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図１２】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図１３】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図１４】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図１５】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図１６】リニアモータの概略構成図である。
【図１７】リニアモータの概略構成図である。
【図１８】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図１９】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図２０】この第１実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図２１】この発明の第２実施例を示すリニアモータの概略拡大構成図である。
【図２２】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図２３】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図２４】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図２５】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図２６】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図２７】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図２８】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図２９】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図３０】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３１】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図３２】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３３】リニアモータの概略拡大構成図である。
【図３４】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３５】この第２実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３６】この第２実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３７】この第２実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３８】この第２実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図３９】この発明の第３実施例を示すリニアモータの概略拡大構成図である。
【図４０】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図４１】この発明の第４実施例を示すリニアモータの概略拡大構成図である。
【図４２】リニアモータのフォース（Ｆｏｒｃｅ）とポジション（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との関係を示す図である。
【図４３】この発明の第６実施例を示し、（ａ）はフィルム状に成形した４個のサーチコイルを貼り付けた積層鋼板の可動子の平面図、（ｂ）はフィルム状に成形した４個のサーチコイルを貼り付けた積層鋼板の可動子の側面図、（ｃ）は積層鋼板の可動子にサーチコイルを貼り付けた部分の要部拡大図である。
【図４４】この発明の第６実施例における他の例を示し、（ａ）はフィルム状に成形した４個のサーチコイルを埋め込んだ積層鋼板の可動子の平面図、（ｂ）はフィルム状に成形した４個のサーチコイルを埋め込んだ積層鋼板の可動子の側面図、（ｃ）は積層鋼板の可動子にサーチコイルを埋め込んだ部分の要部拡大図である。
【図４５】この発明の第１の従来技術を示すリニアモータの概略構成図である。
【図４６】この発明の第２の従来技術を示すリニアモータをエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用した際の筒内圧力波形を示す図である。
【図４７】リニアモータをエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用した際のエンジンの概略図である。
【図４８】この発明の第３の従来技術を示す直動タイプのエンジンの概略断面図である。
【図４９】直動タイプのエンジンの概略平面図である。
【図５０】この発明の第４の従来技術を示すリフト制御性におけるリフトカーブを示す図である。
【符号の説明】
【０１５５】
２  リニアモータ
４  固定子
４Ａ  第１固定子
４Ｂ  第２固定子
６  可動子
８  コア
１０  コイル
１２、１４  一対の電磁石
１６  永久磁石
【図１】
2006166607.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006166607.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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